2023-2024学年安徽省部分地区高一（上）冬季阶段性检测物理试卷（含解析）

这是一份2023-2024学年安徽省部分地区高一（上）冬季阶段性检测物理试卷（含解析），共13页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。

1.第19届亚运会在杭州市举行，我国游泳名将张雨霏以2分5秒57的成绩到达终点(也是起点位置)，拿下女子200米蝶泳金牌，这是中国游泳队在本届亚运会的首金。下列说法正确的是
A. “2分5秒57”指的是时刻
B. 200米蝶泳的路程为200 m
C. 张雨霏200米蝶泳平均速度的大小约为1.59 m/s
D. 在研究张雨霏的技术动作时，可以把张雨霏看成质点
2.学生沿着南北方向的街道行走，从学校出发的位移—时间图像如图所示。下列说法正确的是
A. 在A处的瞬时速度大小为6 m/min，方向向南
B. 在B处的瞬时速度大小为5.3 m/min，方向向西
C. 在C处的瞬时速度大小为12 m/min，方向向西北
D. 整个过程的平均速度为0
3.如图所示，一质量为m的物体分别通过轻弹簧l1和不可伸长的轻绳l2悬挂在水平天花板和竖直墙壁上，l1与竖直方向夹角为θ，l2水平拉直，物体静止，重力加速度为g。下列说法正确的是( )
A. 剪断轻绳l2瞬间，物体的加速度大小为gtanθ
B. 剪断轻绳l2瞬间，物体的加速度大小为gsinθ
C. 若将轻弹簧l1换成等长的不可伸长的轻绳，剪断轻绳l2瞬间，物体的加速度大小为gtanθ
D. 若将轻弹簧l1换成等长的不可伸长的轻绳，剪断轻绳l2瞬间，物体的加速度大小为gcsθ
4.如图所示，质量为M的三角形木块A静止在水平面上，其左右两斜面均光滑。一质量为m的物块B沿倾角α=30°的右侧斜面加速下滑时，三角形木块A保持静止，则当物块B沿倾角β=60°的左侧斜面下滑时，下列说法中正确的是
A. A与地面间没有摩擦力B. A与地面间摩擦力变大
C. A对地面的压力变小D. A对地面的压力大小不变
5.甲、乙两辆汽车一前一后同向运动，甲在前面做初速度为零、加速度为a1的匀加速直线运动，乙在后面做初速度为v0，加速度为a2的匀加速直线运动，则
A. 若a1=a2，它们一定不相遇B. 若a1=a2，它们可能相遇两次
C. 若a1>a2，它们可能相遇两次D. 若a1>a2，它们一定相遇两次
6.如图所示，原长L=40 cm的轻质弹簧放置在光滑的直槽内，弹簧的一端固定在槽的O端，另一端连接一小球，该装置可从水平位置开始绕O点逆时针缓慢地转到竖直位置，弹簧的形变始终在弹性限度内。经测量，当直槽与水平线的夹角为30°时，弹簧的长度为35 cm，当直槽与水平线的夹角为37°时，弹簧的长度为34 cm，重力加速度g取10 m/s2，sin 37°=0.6。根据以上信息，下列说法正确的是
A. 可以求出弹簧的劲度系数
B. 可以求出小球的质量
C. 当直槽与水平线夹角为53°时，弹簧的形变量为10 cm
D. 当直槽与水平线夹角为90°时，弹簧的长度为30 cm
7.小木块在水平外力F的作用下由静止开始沿光滑水平面运动，运动过程中F随时间t变化的图像如图所示。下列速度v随时间t变化的图像可能正确的是( )
A. B.
C. D.
8.一本质量为M的书平放在水平桌面上，将一张A4纸夹在书页间，如图所示。A4纸与书页间的动摩擦因数为μ1，书与桌面间的动摩擦因数为μ2，μ1=2μ2。现用一水平向右的力F作用于A4纸上，若要使书与A4纸一同运动，则A4纸上面书页的质量m应满足(最大静摩擦力等于滑动摩擦力，A4纸的质量忽略不计)
A. m>12MB. m>14MC. m>16MD. m>18M
二、多选题：本大题共2小题，共12分。
9.如图所示，绕过光滑轻质动滑轮的轻绳一端固定在竖直墙上，站在地面上的人用手拉着绳的另一端，动滑轮下吊着一个小球，处于静止状态。保持B点高度不变，在人缓慢向右移动一小段距离的过程中
A. 绳上的张力变大B. 人对地面的压力不变
C. 地面对人的摩擦力变大D. 滑轮受到绳的作用力不变
10.如图所示，物块A、B、C的质量均为m，其中物块A、B上下叠放，A放在轻弹簧上，B、C通过一绕过光滑轻质定滑轮的轻绳相连，用手托住C使绳子处于恰好伸直无拉力的状态。某一时刻突然释放C，一段时间后A、B分离，此时C还未触地，重力加速度为g，下列说法正确的是
A. 释放C后瞬间，A、B间的弹力大小为mg
B. A、B分离之前物块B做匀加速运动
C. A、B分离时，物块A的速度恰好达到最大值
D. A、B分离时，连接B、C的绳子拉力大小为mg
三、实验题：本大题共2小题，共14分。
11.橡皮绳也像弹簧一样，在弹性限度内，伸长量x与弹力F成正比，即F=kx，k的值与橡皮绳未受到拉力时的长度L、横截面积S有关，理论与实践都表明k=YSL，其中Y是一个由材料决定的常数，材料力学上称之为杨氏模量。
(1)在国际单位制中，杨氏模量Y的单位应该是_________(填选项序号)。
A.Pa B.N·m C.N/m D.N
(2)有一段横截面为圆形的橡皮绳，应用如图所示的实验装置可以测量出它的杨氏模量Y的值。
①首先利用刻度尺测得橡皮绳的自然长度L0，利用测量工具测得橡皮绳未受到拉力时的直径为D。
②接着他在橡皮绳下端悬挂钩码继续实验，当悬挂钩码的质量为m时，测得橡皮绳长度为L1，已知当地重力加速度为g，则此橡皮绳Y值的表达式为Y=_________(用D、L0、L1、m、g表示)。
12.某物理学习兴趣小组用图1所示的装置研究加速度与力的关系，打点计时器使用的交流电频率为50 Hz，纸带每打5个点选一个计数点，1、2、3……为选取的连续5个计数点。重物质量为m，重力加速度为g，滑轮重力及绳与滑轮间的摩擦不计。
(1)本实验中，小车的质量_________(填“需要”或“不需要”)远大于重物的质量。
(2)依据图2纸带计算，打计数点3时小车的瞬时速度v=_________m/s，小车运动的加速度a=_________m/s2(结果均保留3位有效数字)。
(3)由牛顿第二定律可得，实验中弹簧秤读数应为F=_________(用m、g、a表示)。
(4)由于绳与滑轮间存在摩擦或存在空气阻力，实验中发现F的计算值总是略_________(填“大于”或“小于”)弹簧秤的读数。
四、计算题：本大题共3小题，共42分。
13.利用如图1所示装置研究物体运动与受力的关系。开始时将一质量为m=1.5 kg的物体置于水平桌面上，使物体获得水平向右的初速度，同时对物体施加一个水平向右的恒定拉力F，1 s后撤去拉力，物体继续运动，最后停下来。通过速度传感器得到物体运动过程中速度与时间图线如图2所示(向右为速度正方向)。求：
(1)物体整个运动过程的位移；
(2)水平向右的恒定拉力F为多大。
14.在一竖直井的井底，利用弹射器将物块竖直向上射出，1.2 s后在井口处被人接住，取向上为正方向，测得物块在被接住前0.5 s内的位移为0.25 m。不计空气阻力和弹射器的高度，重力加速度g取10 m/s2。求：
(1)物块射出时的初速度大小；
(2)竖直井的深度。
15.如图所示，水平地面上依次摆放两块完全相同的木板，长度均为l=1 m，质量均为m2=1 kg。一质量为m1=2 kg的物块(可视为质点)以v0=4 m/s的速度冲上A木板的左端，物块与木板间的动摩擦因数为μ1，木板与地面间的动摩擦因数为μ2=0.2，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度g取10 m/s2。
(1)若物块滑上木板A时，木板不动，而滑上木板B时，木板B开始滑动，求μ1应满足的条件；
(2)若μ1=0.5，求物块滑到木板A右端时的速度大小和在木板A上运动的时间；
(3)若μ1=0.5，请通过计算判断物块能否从木板B右端离开，若不能离开，求物块最终离B板左端的距离。
答案和解析
1.【答案】B
【解析】【分析】
本题主要考查描述运动的基本物理量的概念，考查考生的物理观念。时间间隔(时间)是指时间的长度，在时间轴上对应一段距离，时刻是指时间点，在时间轴上对应的是一个点。位移是从初位置指向末位置的有向线段，是矢量，而路程为物体经过的轨迹的长度，是标量。
平均速度等于位移与时间的比值。物体能看成质点的条件是：当物体的大小和形状对所研究的问题没有影响或影响很小，可以忽略不计时，可以把物体看成质点。
【解答】
“2分5秒57”指的是时间间隔，A选项错误;
200米蝶泳的路程为200m，B选项正确;
张雨霏200米蝶泳位移为0，所以平均速度为0，C选项错误;
在研究张雨霏的技术动作时，不可以把张雨霏看成质点，D选项错误。
2.【答案】D
【解析】【分析】
x−t图像的斜率表示速度。平均速度等于位移与时间的比值。
本题考查x−t图像的意义，基础题目。
【解答】
A. x−t图像斜率代表速度，A处的瞬时速度vA=406m/min=6.67m/min，方向向南，故A项错误;
B.B处的瞬时速度vB=0静止，故B项错误;
C.C处的瞬时速度vc=−4012−9=−13.3m/min，方向向北，故C项错误;
D.整个过程位移为零，根据平均速度等于位移与时间的比值，得出整个过程中平均速度为零，故D项正确。
故选D。
3.【答案】A
【解析】AB.剪断轻绳 l2 瞬间，弹簧的弹力不能突变，此瞬间物体的合力大小等于绳子的拉力，由牛顿第二定律得
mgtanθ=ma
解得
a=gtanθ
故A正确，B错误；
CD.若将轻弹簧换成等长的不可伸长的轻绳，剪断轻绳 l2 瞬间，小球向下摆动，则合力方向与 l1 绳垂直，根据牛顿第二定律可得
mgsinθ=ma
解得
a=gsinθ
故CD错误。
故选A。
4.【答案】C
【解析】【分析】本题考查整体法解决动力学问题，我们把由两个(或多个)相互作用的物体构成的整体叫作一个力学系统，简称系统。系统中物体间的作用力，叫作内力，系统以外的物体施加给系统内物体的力，叫作外力。使用整体法受力分析时，要注意不需要考虑系统的内力，只需要考虑外力，明确合外力是系统内每个物体质量与加速度乘积的矢量和。
【解答】地面对A的摩擦力大小f=macsθ=mgsinθcsθ，角度取30∘和60∘度时，摩擦力大小相等，A、B选项错误;
A对地面压力大小FN=(M+m)g−masinθ=(M+m)g−mgsin2θ，角度为60∘时，A对地面的压力较小，D选项错误，C选项正确。
5.【答案】C
【解析】【分析】
本题考查了匀变速直线运动规律的综合运用；本题为追及相遇问题，在解决中要注意相遇的条件是同一时刻出现在同一位置；解题时可以借助图象进行分析。
分析两物体的速度及加速度可知在相同时间内的位移关系，即可判断两物体能否相遇及相遇几次。
【解答】
AB.因加速度相同，而乙有初速度，则一一定可以追上甲，且两物体只能相遇一次，故AB错误；
CD.若a1>a2，虽然甲的加速度大，但是由于乙有初速度，所以在速度相等前可能追上，也可能追不上； 若速度相等时恰好追上，则相遇一次；如果追上时依然乙车快，因为甲的加速度大，甲的速度最终还是反超乙车，即相遇两次，故C正确，D错误。
6.【答案】D
【解析】【分析】
根据共点力的平衡及胡克定律分析即可。
本题是关于共点力的平衡和胡克定律的综合考查，简单。
【解答】
AB.当直槽与水平线夹角分别为30∘，37∘时，根据平衡关系k(40−35)×10−2=mgsin30°，
k(40−34) ×10−2=mgsin37°，所以求不出劲度系数和物块的质量，A、B选项错误;
C.kΔx1×10−2=mgsin53°，得到：Δx1=8cm，C选项错误;
D.kΔx2×10−2=mg，得到：Δx2=10cm，此时弹簧的长度为30cm，D选项正确。
故选D。
7.【答案】D
【解析】由图可知，力与时间的关系为
F=kt
根据牛顿第二定律
F=ma
可得
a=ktm
可知加速度逐渐增大，故 v−t 图像的斜率逐渐增大，故选D。
8.【答案】B
【解析】【分析】本题考查动力学的临界问题。解决问题的关键是根据书本恰好运动时满足的条件分析判断。
【解答】书本恰好运动时，设A4纸上面的书页的质量为m0，2μ1m0g=μ2Mg，解得m0=14M。若要使书一同运动，A4纸上面的书页的质量越大越容易一起拉动，所以m>m0，即m>14M，故B正确，ACD错误。
9.【答案】BD
【解析】【分析】
本题考查动态平衡知识，正确受力分析，熟悉平衡条件是解题的关键。
对滑轮和小球整体，由平衡条件得出绳子的拉力表达式，结合题设分析得出绳子拉力大小的变化情况，再利用平衡条件得出滑轮所受绳的作用力即可判断；对人，由平衡条件和牛顿第三定律列方程得出地面对人的摩擦力和人对地面的压力表达式，结合题设分析即可判断。
【解答】
AD.设两边绳子之间的夹角为θ，绳上各部分的拉力大小相等，对滑轮与小球整体，由平衡条件：2Fcsθ2=mg，解得绳子的拉力大小F=mg2csθ2。保持B点高度不变，在人缓慢向右移动一小段距离的过程中，绳子间的夹角θ减小，则csθ2增大，绳子的拉力F变小，由于滑轮受到绳的作用力为两边绳子的拉力的合力，与滑轮和小球整体的重力平衡，则滑轮受到绳的作用力不变，故A错误，D正确；
BC.对人受 力分析，由平衡条件有：Fsinθ2=f，Mg+Fcsθ2=N，联立知，地面对人的摩擦力f=mg2tanθ2，地面对人的支持力N=Mg+mg2，由牛顿第三定律知，人对地面的压力N′=N=Mg+mg2。保持B点高度不变，在人缓慢向右移动一小段距离的过程中，绳子间的夹角θ减小，则地面对人的摩擦力变小，人对地面的压力不变，故B正确，C错误。
10.【答案】CD
【解析】【分析】释放C后瞬间，ABC整体加速度大小相等，根据牛顿第二定律求出加速度，再分析A，由牛顿第二定律可求出AB之间的弹力大小。
分离模型，要明确分离的临界条件，①两者之间的相互作用力为零；②两者的加速度相同。根据临界条件利用牛顿第二定律列式即可得出结论。
【解答】释放C后瞬间，弹簧弹力F=(mA+mB)g，对整体有mCg=(mA+mB+mC)a0，对A有F−mAg−FBA=mAa0，解得FBA=23mg，A选项错误;
上升过程由于弹簧的弹力大小发生变化，所以不可能是匀变速运动，B选项错误;
A、B分离时，对B、C分析有mCg−mBg=(mB+mC)a1，解得a1=0，由于三者加速度相同，故A物块速度刚好最大，C选项正确;
A、B分离时，对B有：T−mBg=mBa1，解得T=mBg=mg，D选项正确。
11.【答案】A； 4mgL0(L1−L0)πD2
【解析】解：(1)根据弹簧的劲度系数与杨氏模量的关系k=YSL，可得杨氏模量Y=kLS，则1Y=1N/m×1m1m2=1N/m2，因此杨氏模量Y的单位为N/m2，也就是Pa，故D正确，ABC错误。
故选：A。
(2)橡皮筋的Y值的表达式为Y=kL0S
当悬挂钩码的质量为m时，F=mg=k(L1−L0)
劲度系数为k=mgL1−L0
根据数学知识，橡皮筋的横截面积S=πD24
联立解得Y=4mgL0(L1−L0)πD2
(1)根据劲度系数表达式推导后判断；
(2)根据胡克定律、劲度系数与杨氏模量的关系式结合数学知识联立求解。
本题考查弹簧弹力与形变量成正比实验，要求掌握实验原理、实验器材和数据处理。
12.【答案】(1)不需要；(2)0.325；1.21；(3)mg2−ma4；(4)大于
【解析】【分析】本题以研究加速度与力的关系的实验为情景，考查考生的科学探究能力。
对于此类实验要明白什么时候需要平衡摩擦力，什么时候需要悬挂重物的质量远小于小车的质量。若要让绳子拉力充当小车受到的合外力，则必须要平衡摩擦力且保证细线与木板平行。若要让悬挂重物的重力代替细绳的拉力，则必须要满足悬挂重物的质量远小于小车的质量。本题要注意有弹簧秤可以直接测出绳子拉力，那么不需要小车质量远大于悬挂重物的质量。
处理纸带数据时，利用逐差法求加速度。根据牛顿第二定律求F。
【解答】(1)由于有弹簧秤存在，可以直接读出绳子的拉力大小，因此不需要小车的质量远大于重物的质量。
(2)v=x242T=(2.64+3.86)×10−22×0.1m/s=0.325m/s，a=x35−x13(2T)2=1.21m/s2。
(3)对重物：mg−2F=ma2，解得F=mg2−ma4。
(4)若存在阻力：mg−2F−f=ma2，得到F=mg2−ma4−f2，所以F的计算值总是略大于弹簧秤的读数。
13.【答案】解：(1 ) v−t图像中图线和横轴所围的面积表示位移，可知位移为x=(2+42×1+4×22)m=7m，方向水平向右。
(2)t1=1s到t2=3s时间内物体做匀减速运动，由图可知其加速度大小为a1=ΔvΔt=2m/s2，
根据牛顿第二定律有：f=ma1=3N，
t0=0到t1=1s时间内物体在恒定拉力作用下匀加速运动，由图可知其加速度大小为
a2=ΔvΔt=2m/s2，
根据牛顿第二定律有：F−f=ma2。
解得F=6N。
【解析】本题考查了v−t图像以及牛顿第二定律的应用。
v−t图像的斜率等于加速度，图象与时间轴所围的面积表示位移。根据牛顿第二定律分析恒力F。
14.【答案】解：(1)设被接住前0.5s时物块的速度为v，从此时到被接住过程
h=vt1−12gt12，
得到：v=3m/s，
设射出的初速度为v0，由v=v0−g(t−t1)，
解得：v0=10m/s。
(2)从射出到被接住过程H=v0t−12gt2，
解得：H=4.8m。
【解析】本题考查竖直上抛运动。竖直上抛运动是是初速度向上，加速度向下为g的匀变速直线运动，此运动可以全过程分析看成匀减速直线运动；也可以分段分析，即将竖直上抛运动分成上升阶段和下降阶段分析，上升过程是自由落体运动的逆运动，下降过程是自由落体运动。
15.【答案】解：(1)若滑上木板A时，木板不动，由受力分析得μ1m1g≤μ2(m1+2m2)g，
若滑上木板B时，木板B开始滑动，由受力分析得μ1m1g>μ2(m1+m2)g，
联立两式，代入数据得0.3<μ1≤0.4
(2)若μ1=0.5，则物块在木板A上滑动时，木板A、B都要运动
设物块在木板A上做减速运动时的加速度大小为a1，
由牛顿第二定律得μ1m1g=m1a1，a1=5m/s2，
对两木板：μ1m1g−μ2(m1+2m2)g=2m2aAB，
得：aAB=1m/s2，
相对位移l=(v0t1−12a1t12)−12aABt12，
得t1=13s，
此时物块的速度v1=v0−a1t1=73m/s。
(3)物块滑到木板A末端时，A、B两木板的速度vAB=13m/s，
物块在B板上滑动时，物块的加速度大小仍然为a1=5m/s2，
对B板：μ1m1g−μ2(m1+m2)g=m2aB，
得aB=4m/s2，
假设物块没有从右端离开，经时间t2，二者共速
v1−a1t2=vAB+aBt2，
解得t2=29s，v共=119m/s，
相对位移△x=v1+v共2t2−vAB+v共2t2，解得△x=29m，
由于△x=29m物块没有从B木板右端离开，最终离B木板左端的距离为△x=29m
【解析】本题考查板块模型。解决板块模型问题的一般方法：①弄清各物体初态对地的运动和相对运动(或相对运动趋势)，根据相对运动(或相对运动趋势)情况，确定物体间的摩擦力方向。②正确地对各物体进行受力分析，并根据牛顿第二定律确定各物体的加速度，结合加速度和速度的方向关系确定物体的运动情况。
③速度相等是这类问题的临界点，此时往往意味着物体间的相对位移最大，物体的受力和运动情况可能发生突变。
④最后根据匀变速直线运动的规律结合题目中隐含的临界条件列式解题。